主要有蛋白质和磷脂分子组成，膜的外侧有少量多糖。

蛋白质与多糖结合形成糖蛋白，这与细胞的识别和血型的决定有密切关系磷脂分子有规则地排成两层，构成膜的骨架。蛋白质分子有的附着在磷脂双分子层的内外两侧，有的以不同深度镶嵌，甚至贯穿在磷脂双分子层中。磷脂双分子层是半流动性的，蛋白质分子也是半移动的。细胞膜的这些结构和特点，是与其功能相适应的。